12.2 闭合电路的欧姆定律（Word版含答案）

人教版必修第三册 12.2 闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器上浮的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过显示器的电流增大 B．压力传感器两端的电压减小
C．电源内阻的功率一定减小 D．压力传感器的功率一定减小
2．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是（　　）
A．RP断路 B．R2断路
C．R1短路 D．R3短路
3．图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表A和电压表V的示数分别为I和U。下列说法正确的是（　　）
A．将R2的滑动触头P向左移动，I将增大，U将减小
B．减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加
C．减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大
4．某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2的阻值相差不大）（　　）
A．AB段断路或BC段短路 B．AB段短路或BC段短路
C．AB段短路或BC段断路 D．AB段断路或BC段断路
5．如图，电源电动势与内阻恒定，R1为定值电阻，两电表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则（　　）
A．两个电表示数都变大 B．两个电表示数都变小
C．电压表示数变大，电流表示数变小 D．电压表示数变小，电流表示数变大
6．如图所示，电路中R1、R2为两个电阻箱，平行板电容器C的极板水平放置.闭合电键S一段时间后，带电油滴悬浮在两板之间静止不动；如果电源的内阻不能忽略，且只允许做一个调整，则下列做法中，仍然能使油滴静止不动的是（　　）
A．增大R1的阻值 B．将R2的阻值调为原来的2倍
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
7．在如图所示的电路中，R2、R3均为定值电阻，R1为滑动变阻器，A为理想电流表。接通开关S，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．路端电压减小
B．电流表的示数增大
C．通过电源的电流减小
D．电路的总电阻增大
8．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　）
A．A的示数减小
B．V2的示数增大
C．ΔU3与ΔI的比值大于r
D．ΔU1小于ΔU2
9．减少对化石燃料的依赖是人类削弱温室效应的重要方法，对替代能源的探索正在加快进行，我国在太阳能利用方面居于领先地位。硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象（电池内阻不是常数），图线是某电阻的图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　）
A． B． C． D．
10．科学家研究发现，磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R为滑动变阻器，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，V为理想电压表。闭合开关S1和S，当P1向左端移动时，则（　　）
A．电压表的示数变大
B．小灯泡消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小
D．电源内阻消耗的电压变大
11．如图所示的电路图，电流表、电压表是理想电表，电阻是定值电阻，电源的电动势和内阻为别为E、r，电动机的内阻为；当合上开关，增大电阻箱R的阻值时，电流表和电压表的数值变化量分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数减小 B．电流表的示数增大
C．电动机的电流变化量为 D．
12．如图所示电路中，电源的电动势E=9V，内阻r=3Ω，R=15Ω。下列说法中正确的是（　　）
A．当S闭合时，UAC=9V
B．当S断开时，UAC=9V
C．当S闭合时，UAB=7.5V，UBC=9V
D．当S断开时，UAB=0，UBC=0
13．2021 年10月港珠澳大桥正式开通三周年，大桥主桥部分由海底隧道和桥梁构成，该大桥的照明电路可简化为如图所示的电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，隧道灯每天24小时照明，其电阻为R1，桥梁灯只在晚上照明，其电阻为R2，则（　　）
A．L1是桥梁灯，L2是隧道灯
B．白天电压表的示数为
C．夜间开关K闭合，电压表示数变大
D．夜间开关K闭合，太阳能电池供电系统消耗的电功率增大
14．如图，在闭合电路中，当滑动变阻器的滑动片移动时，电流表示数的变化情况是（　　）
A．、的示数不可能同时增大，同时减小
B．的示数增大时，的示数减小，的示数减小时，的示数增大
C．的示数变化量总是小于的示数变化量
D．、的示数的大小关系无法确定
15．如图所示，直线A为电源的图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U-I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是（　　）
A．R=2Ω
B．E=3V，r=0.5Ω
C．电源的输出功率为6W
D．可见含有灯泡的电路是非纯电阻电路
二、填空题
16．如图所示为一个温差电偶电源。这种电源将两种不同的金属铆接在一起，然后两端插入不同温度的水中。这样，两个输出端a和b之间就会产生电势差，从而可以当作电源使用。在a，b之间架设导线（图中未画出），然后发现导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转。请由此判断，该温差电源的a端为电源______（选填“正极”或“负极”）。欧姆当年正是利用这个装置探究出欧姆定律的。在此之前，科学家已经知道，这个温差电偶电源的开路电压只和高低温热源的温差有关，于是通过控制温差，欧姆可以在实验中控制电源的______（选填“电动势”或“内阻”）。
17．路端电压随外电阻的变化规律
对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的．
（1）当外电阻R增大时，由I＝ 可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（2）当外电阻R减小时，由I＝可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（3）两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为______，U＝______.即断路时的路端电压等于______．当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝.
18．如图所示电路，，安培表1的示数为。在外电路中每移动电量电场力做功为，在电源内部，把电荷从某一极移到另一极，非静电力做功，该电路的电源电动势是______V，内电阻是______。
三、解答题
19．如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，P、Q为螺线管两端点，螺线管导线电阻r1.0Ω。S闭合后，穿过螺线管的磁场方向如图甲所示，其磁感应强度B的大小按如图乙所示的规律变化。已知R1=4.0Ω，R2= 5.0Ω，C=30μF，在02s的时间内，求：
（1）螺线管中感应电动势的大小及P、Q两点哪一点电势高；
（2）电容器两极板所带的电荷量。
20．如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，直流电动机M线圈的电阻rM=0.5Ω。当滑动变阻器R的阻值调为2Ω时，电动机正常工作，此时电流表的示数为2A．求：
（1）电压表的示数UM；
（2）电动机的输出功率P出；
（3）电源的效率η。
21．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电动机内阻r0=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U=5.5V。不计空气阻力和摩擦，取g=10m/s2。求：
（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U2
（2）重物匀速上升时的速度v
（3）电源的工作效率η
22．在图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，求此时电源的输出功率；内、外电路消耗的电功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
ABC．在潜水器上浮的过程中，压力减小，压力传感器的电阻增大，回路总电阻增大，总电流减小，通过显示器的电流减小，电源内阻的功率一定减小，电源内电压减小，路端电压增大，根据串联电路分压规律可知压力传感器两端的电压增大，故AB错误，C正确；
D．设电源电动势为E，内阻为r，电流表内阻为rA，压力传感器电阻为R，则压力传感器的功率为
根据数学知识可知当时，P最大；当时，P随R的增大而增大；当时，P随R的增大而减小。由于开始时R与的大小关系不确定，所以R增大后压力传感器的功率不一定减小，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
若短路则电压表示数为零，若断开则测两端电压，测滑动变阻器和串联总电压，两表示数不同；若Rp断路，则电压表示数为零，电压表示数不相同，R1短路，测滑动变阻器和串联总电压，测两端电压，R2断开，两电压表均测R3电压，电压表示数相同，ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【详解】
A．滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，A错误；
B．若仅减小A、B板正对面积，因板间电压不变，由
知电容减小，再由电容的定义式
可知电容器所带电荷量减少，B错误；
C．减小光照强度，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示数减小，电源内电压减小，电压表示数增大，电容器两端电压减小，所带电荷量减小，C正确；
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值即为电源内阻，所以不变，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路．根据题意电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能是BC段短路，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】
设滑片向a端移动后，滑片左侧电阻R2左的减少量为，则滑片右侧电阻R2右的增加量也为。滑片左侧电阻R2左与R1并联后的等效电阻R并的减少量为
而开始时，电路外电阻为
滑片向a端移动后，电路外电阻为
即电路外电阻增大，总电流减小，电流表示数减小，电源内电压减小，路端增大，而R并两端电压减小，所以R2右两端电压增大，电压表示数增大，综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．在直流电路中，在电路稳定时，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由
可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；
B．增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；
C．增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由
可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；
D．断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误。
故选B。
7．A
【详解】
ACD．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，变阻器接入的电阻减小，外电路的总电阻减小，所以总电流增大，内电压增大，则路端电压减小，故A正确，CD错误；
B．因为路端电压减小，所以通过R3的电流减小，电流表的示数减小，故B错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，故A错误；
B．电压表V1测量定值电阻R的电压，电阻R阻值不变，总电流变大，所以R两端电压变大即V1的示数增大；电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即路端电压，总电流变大，内电压变大，路端电压变小，即V2示数变小，故B错误；
C．电压表V3测量滑动变阻器两端电压，电压表V3的变化量的绝对值
所以
故C正确；
D．因理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则
ΔU1＝ΔI·R，ΔU2＝ΔI·r，R>r
所以ΔU1>ΔU2，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
当电流为0时，路端电压等于电源电动势，因此
根据图线交点可知，电阻电压为2.5V时，电流为0.2A，则硅光电池的内阻
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．B
【详解】
AD.当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据
I＝
可知电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，所以由于磁敏电阻的增大，则总电阻增大，所以总电流减小，根据
U＝IR
可知电压表的示数减小，电源内阻消耗的电压变小，AD错误；
BC.由于内电压减小，根据闭合电路的欧姆定律可得路端电压增大，而电压表的示数减小，所以并联部分的电压增大、R2的电流变大，总电流减小，所以通过L的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，故B正确，C错误。
故选B。
11．D
【详解】
AB．根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可知，当电阻箱的阻值R增大时，与R并联电压表的示数增大，与R间接串联电流表的示数减小，故A B错误；
C．电动机不是纯电阻，不满足欧姆定律，所以当电动机两端电压变化量为时，其电流的变化量不等于，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
可得
则有
可得
故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
AC．当S闭合时，电路中的电流为
则路端电压为
UBC=0
故AC错误；
BD．当S断开时，A、C两点间和B、C电压都等于电源电动势，即
UAC= UBC=E= 9V
UAB=0
故B正确，D错误。
故选B。
13．D
【详解】
A．根据电路图，L124小时发光，是隧道灯，开关闭合后L2才发光，L2是桥梁灯，A错误；
B．白天开关断开，根据闭合电路欧姆定律
根据欧姆定律
解得
B错误；
C．夜间开关K闭合，外电路电阻变小，总电流增大，内电压增大，外电路电压减小，电压表示数变小，C错误；
D．夜间开关K闭合，外电路电阻变小，总电流增大，电路消耗的总功率IE增大，D正确。
故选D。
14．C
【详解】
AB．当滑动片移动时向上移动时，电路总电阻增大，干路电流减小，则示数减小，内电压减小，则并联部分电压增大，则通过的电流增大，则通过R的电流减小，则的示数减小，故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律
由上式可以发现，电源电动势不变，则的示数变化量总是小于的示数变化量，故C正确;
D．根据串并联关系，示数必然大于的示数，故D错误。
故选C。
15．B
【详解】
A．由欧姆定律得
故A错误；
B．由图可得，电源电动势为
内阻
故B正确；
C．此时电源的输出功率
故C错误；
D．灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，故D错误。
故选B。
16． 正极 电动势
【详解】
[1]导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转，说明小磁针所在位置磁场垂直于纸面向外，由安培定则可知，电源内部电流由b流向a，则该温差电源的a端为电源的正极。
[2]温差电偶电源的开路电压只和高低温热源的温差有关，高低温热源的温差不同，温差电偶电源的开路电压即电源电动势不同，通过控制温差，欧姆可以在实验中控制电源的电动势。
17． 减小 增大 增大 减小 0 E 电源电动势
【详解】
略
18． 8 0.5
【详解】
[1] 在外电路中每移动1C电量电场力做功为6J，说明路端电压为6V，在电源内部，把1C电荷从某一极移到另一极，非静电力做功8J，说明电源电动势为8V
[2] R1和R3并联，电压相等
所以
所以
所以干路电流为4A
根据闭合电路欧姆定律得
19．（1）1.2 V，Q点电势更高；（2）C
【详解】
（1）由
解得
由感应电流方向可以判断出，Q点电势更高
（2）由
解得
又由 知
解得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）对全电路，由闭合电路欧姆定律得，电动机电压
得
电压表的示数UM为
（2）对电动机，由能量守恒定律得
得
（3）对电源，路端电压
得
根据
解得
21．（1），；（2）；（3）
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律可得流经电源的电流
电动机两端的电压
（2）电动机的输入功率
热功率
输出功率
重物匀速上升时
解得
（3）电源的工作效率为
22．4W，2W，4W
【详解】
由图像可知，电源的电动势为6V，电源的内阻为
电阻
电流为
电源输出功率也是外电路消耗功率为
电源的内功率为
即电源输出功率为4W，内、外电路消耗的电功率分别为2W，4W。
答案第1页，共2页
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